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一、认知实习背景和目的1.认知实习是电气工程及其自动化专业的集中性必修实践教学环节，要求学生在完成基础课和部分技术基础课的学习之后，通过参观生产企业、听取学术讲座和观看教学录像片，结合工程实际问题，进一步了解各种主要电气设备的基本结构和作用、电能的生产和输配方式、电气设备的控制和检测方法，为今后专业课程学习打下良好的基础。
2.认知实习可以让我们在生产实践中学习到电气设备的运行技术管理知识、电气设备的制造过程知识以及其他在学校无法学到的实践知识。同时，在认知实习过程中，我们能够把在学校学习到的知识灵活运用于生产生活实际中，具有巩固和加深对所学知识理解的作用。
二、认知实习内容与方法
1.学习和了解集成电子技术的开发与研发的过程，并参观企业生产制造厂间；（杭州士兰微电子股份有限公司）
2.学习和了解风电技术的发展和利用原理，参观企业的展示走廊并听取企业介绍报告会；（浙江运达风电股份有限公司）
3.学习和了解发电厂的发电原理与发电技术，参观发电厂的工厂以及发电控制中心；（杭州萧山发电厂）
4.学习和了解电机的制造过程和运行原理，参观电机生产工厂以及展示走廊并听取企业介绍报告会；（卧龙电气集团股份有限公司）
5.学习和了解家用电器制造过程，参观电器制造工厂以及听取企业介绍报告会（杭州富生电器有限公司）
6.学习和了解国家电网公司的变电站配电过程和输配方式，参观企业工厂工作空间；（国家电网公司育苗变电站）
三、认知实习过程描述
1.杭州士兰微电子股份有限公司（7.5）
7月5日上午，我们参观了杭州士兰微电子股份有限公司在滨江新区的测试工厂。首先我们被带到一个会议室，由一位浙江大学电子信息工程专业毕业的博士生为我们介绍士兰微公司。
杭州士兰微电子股份有限公司是专业从事集成电路芯片设计以及半导体微电子相关产品生产的高新技术企业。公司目前的主要产品是集成电路和半导体产品，主要包括MCU电路、LED照明驱动电路、音响系统电路、消费类专用电路、计量类电路、半导体分立器件成品、电源管理电路、功率驱动模块、数字音视频电路、MEMS传感器和半导体奋力器件新品等等产品。这些产品可以应用于LED照明、家电、消费类电子产品（如MP3、PAD）、玩具、影音设备和汽车电子设备等各方面电子类应用。
现在士兰微公司已经在台湾、深圳、成都、美国都开设有分公司。其中，成都士兰微半导体有限公司重点发展LED芯片制造、封装、高压集成电路芯片制造、功率模块封装四项业务，是母公司士兰微电子着力打造的西部LED半导体芯片制造基地；深圳市深兰微电子主要从事士兰微电子的产品在中国华南地区的销售业务。而我们参观的则是杭州士兰光电技术有限公司，专业从事光电器件、光电集成电路以及光机电一体化系统等产品的设计、制造、销售和服务。
作为首家境内上市的同行业企业，士兰微电子公司设计与制造芯片的过程经过了几十年的改造与制定，已经形成了一条非常严格且明晰的生产线，分为上游、中游、下游三个模块。上游模块主要是芯片的设计，包括规格定义、软硬件协同、功能实现、系统集成等功能；中游模块为芯片的制造过程，包括外延、光刻、氧化、刻蚀、溅射、离子注入等环节；下游模块为芯片测试阶段，包括圆片测试、封装以及成品测试等环节。
接下来，工作人员又向我们展示了士兰微公司芯片的制造车间。芯片的制造车间分为两类，一类是芯片的制造过程，这类车间环境要求比较高，一定要做到除灰除尘，工作人员要穿上白色的工作服，为了防止静电，室内温度大概在22℃左右；另一类车间负责芯片的测试与封装，环境要求相对较弱，工作人员穿普通的蓝色工作服即可。成品的测试由成品测试机自动完成，分为平躺式测试机和竖立式测试机。竖立测试机一般都会有一定的斜度，芯片被测试完毕之后，由芯片自身的重力滑落至产品分区；而平躺式测试机则是由机械臂将芯片用真空吸起来送到测试机进行测试。一般一个芯片的测试需要2-6秒，测试机完成速度非常快。
图一：生产车间
图二：芯片测试仪
2.浙江运达风电股份有限公司（7.6）
7月6日，我们出发前往浙江运达风电股份有限公司。首先一进来，工作人员就带我们参观了运达风力发电的展示厅。从讲解员的讲解中，我们了解到运达风电公司的其那身是浙江省机电设计研究院风电研究室，是中国最早从事风力发电技术研究的企业。在二十世纪七八十年代，运达风电就已经研制开发出我国第一台18千瓦并网性风电机组。承担的课题主要有国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划、浙江省重大科技专项等等项目。2001年，浙江运达风力发电工程有限公司组建成立。2010年，整体变更为浙江运达风电股份有限公司。曾经获得国家能源科技进步一等奖、浙江省科学技术一等奖等多个奖项。
运达风电公司的核心任务主要是风电整机制造业，包括两个大的项目：风电运维服务和风电开发经营。
运达风电公司系列产品主要由WD49/50-750和WD52-800 定桨失速型、WD77/82/88/93-1500 变桨变速恒频、WD103/107-2500 变桨变速恒频、WD103/107/110/115/121-2000 变桨变速恒频、WD130/139-5000（2015年实现吊装）几个大的产品组成。
图三：风电机组装车间
图四：风电机组发电机模型图 其中，1.5MW的机组项目包括国电浙江穿山风电场项目、国电浙江茶山风电场项目、河北建投张北大西山项目、中水顾泸西东华项目、华能新能源山西天镇一、二期项目等；2MW及2,5MW的风电机组项目包括吴忠运风1号项目、中广核宁海一市项目、宁波中营北仑项目等；5MW风力发电机组，由2011年的详细设计到2014年的样机组装，历时三年，拥有着自动灭火、环境监控、鼠笼式电机、全功率变频器等高新科技，是运达公司目前承担的最大的风电机组工程。
大致介绍完运达公司的概况之后，讲解员又为我们讲解了风电机组的相关内容。一个风电机组，能够完成通过叶轮的转动将风能转换为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能并将电力输送至电网的过程。
风电机组的结构大致如下图所示
图五：风电叶轮示意图
图六：风电机内部解剖图 风力机在风中捕获到的机械功率，其实和空气密度、风轮扫略面积、上游风
1RSU2Cp，叶尖速比。2U风速是影响风电发电的主要因素之一，在定桨失速逇风电机中，转速基本恒定，桨距角不可变；而变桨变速的风电机在低风速运行变转速，追求最佳Cp，风能利用率较高，但是高风速时桨距角变化限制了功率。风速和风电功率之间的关系图像如下图所示。速和功率系数有关，公式为P
风速除了影响功率系数以外，对于发电机的效率音响也是不可忽视的。由下图我们可以得知，当风速达到而定风速的时候，发电机组的发电功率保持在额定发电功率左右保持不变，所以风速增大并不能保证风力发电机组的效率增高，甚至增大过度的时候会对风力发电机组产生不好的影响。
对于不同的叶片数，我们可以用叶尖速比来表示叶片数的变化。根据理论分析与实际测量的结果，叶尖速比和功率系数Cp以及转矩系数（功率系数/叶尖速比）的图像如下图所示：
由图像我们可以得出：在相同额风速条件下，叶片数越少，风轮转速越高；叶片数越多，最大转矩系数值也就越大，对应的叶尖速比越小。
3.浙能杭州萧山发电厂（7.7）
7月7日我们进入了萧山发电厂。萧山发电厂隶属于浙江浙能电力股份有限公司，是一家靠天然气发电机组发电的公司。萧山发电厂位于萧山临浦镇，现有2×130 MW 燃煤机组，是杭州电网的主要发电机组,也是杭州市钱塘江南岸萧山区和滨江区仅有的统调发电机组。后扩建2×300MW燃气蒸汽联合循环发电机组，燃用东海天然气。该工程具有效率高，污染小，调峰性能好等特点。投资建设萧山发电厂天然气发电工程对于缓解萧山区和滨江区电力供需矛盾起到重要作用。同时，也将进一步改善杭州市的能源结构。
进入萧山发电厂之后，我们被带到了第五发电厂车间，发电厂车间中间摆放着一个巨大的天然气发电机组。讲解员告诉我们，在平常发电机组工作的时候，车间内温度非常高，并且厂内空气中带有较强的电压，所以当发电机组工作的时候，是不允许工作人员进入发电厂机车间内，否则就会危及人身安全。讲解员同时讲到，虽然天然气发电和燃煤发电的能量转换过程都是化学能——热能——机械能——电能，但是天然气发电和燃煤电厂的发电流程并不相同：燃煤电厂的生产流程是经过煤炭水锅炉内的燃烧，空气受到受热膨胀，带动蒸汽轮机的转动，然后将蒸汽轮机与发电机相连之后产生电能；而天然气发电机组生产流程则是天然气和软化水分开进行处理。
天然气发电有两个途径：一个就是通过天然气的直接燃烧带动燃气轮机发电机发电，一个是将天然气通到燃气轮机发电机组，然后再通向软化水所处的废热锅炉里面，通过蒸汽轮机发电机组来进行发电。燃气轮机的排气温度可以高达500℃，通过废热锅炉产生的蒸汽既可以基尼异步用来发电，也可以用来供热，提高了热效率。天然气发电热效率比较高，燃煤电厂的热效率仅为35%-38%，而燃气-蒸汽联合循环电厂的热效率高达50%-60%。与燃煤电厂相比，天然气燃气-蒸汽联合循环电厂具有投资少、对环境污染小、整体循环效率高、调峰性好、占地少、建设周期短、厂用电率第、耗水少、可用率高等优点。
接下来，我们又去参观了萧山发电厂的核心地方——控制室。在这里，控制室的前辈们为我们讲解了控制室是如何在后台监控、操作发电厂的发电过程的。其中，发电厂的每一个数据，包括锅炉内部的温度大小、发电功率的测试等等。都会显示在大屏幕上。讲解员说到，在之前的工作中，由于发电厂的各个数据非常多，控制室的人员采集数据、分析数据的工作量很大，造成了极大的不便；而现在，在新的计算机系统操控下，每一个数据都会保存到计算机之下，让计算机进行处理分析。控制室的操控人员的职责就是为计算机提供合理而且可行的计算方法，让数据处理变得非常简单、容易。
图七：第5车间发电厂
图八：中央控制室
4.卧龙电气集团股份有限公司（7.10）
7月10日，我们前往绍兴的卧龙电气集团股份有限公司。首先，我们就被带入了两个车间。一个车间是电机的定子和转子的制造流程，另一个车间则是电机的缠绕导线的过程。从讲解员的讲述中，我们大致了解到了一个完整电机的制作过程是怎么样的。
一个完整的电机，最核心的器件是转子组件和定子组件。转子的基本生产工艺流程包括高冲——除油——铸铝——切浇口——推孔——涂油——压轴——车外圆——抛光——校直——涂漆——装箱等一系列步骤；定子的基本生产工艺包括开线——奉献——高冲——正压——绝缘——绕线——挂环——机器钳线——并线头——前绑——去漆/套小管——搪锡——定位/绑扎——后绑——精整形——综合测试——浸漆等步骤。
制作好定子和转子之后，就需要进行电机的整体总装过程，包括定子外观检查——上护线圈——压定子——上挡圈——压轴承——穿引线——合盖——铆扣——上防水圈——剥线——传套管——压接端子——插入塑件——综合测试——包装等步骤。
接下来，我们被带到了一个大的会议室，听取了卧龙集团的企业介绍会。浙江日报上曾经写到：卧龙，“追求卓越，永远比好更好”的“东方西门子”，将“诚、和、创”的DNA，内化为开疆拓土的商业密码，创造着一轮轮的传奇。将卧龙比作是东方的西门子，可见卧龙集团规模之大，发展之迅速。从1984年卧龙电气公司创立以来，卧龙集团就已经获得了中国民营企业500强、中国电机制造排头兵、中国国工业行业排头兵企业、全国机械工业100强等多项荣誉称号，特别是在近几年，卧龙电气受让意大利SIR公司89%股份，卧龙公司得以进一步的扩大与发展。
现在，卧龙旗下的中国杭州、日本大阪、德国杜塞尔多夫、荷兰埃因霍温等四个电机及驱动控制技术研究机构、电机及控制技术国家级企业技术中心、省级重点企业研究院和省级重点实验室，先后承担1项国家高新技术发展计划（863计划）、1项国家重大技术装备研制和重大产业技术开发专项、国家重大科技成果转化项目1项，实施了国家级火炬项目19项，开发国家级重点新产品16项，获得77项国家重点科技开发成果，并拥有702项国家专利。
对于未来，卧龙在加速企业转型升级、进一步扩大生产规模、成为技术强企的道路上仍在不停的发展着，从未停下脚步。顺着这条黄金航道，卧龙这艘满载着“龙的传人”光荣和梦想的巨轮，正驶向新的纪元。
图九：完整电机图
图十：电机生产流水线
图十一：加工完好的定子
5.杭州富生电器有限公司（7.12）
7月12日，我们参观了杭州富生电气有限公司。杭州富生电器有限公司成立于1988年，是专业从事高效节能感应电机、智能装备、精密模具等研发和制造的国家高新技术企业。公司创办二十多年来，始终秉承资源有限智无限的经营理念，企业建有国家级博士后科研工作站、浙江省重点企业研究院、浙江省微特电机节能降耗工程技术研究中心、省级高新技术企业研究开发中心和浙江省企业技术中心等研发机构为创新载体，形成了成熟的具有自主知识产权的核心技术。富生电气公司产品系列主要有冰箱压缩机典籍系列、空调压缩机电机系列、微电机系列、压紧机（自主研制）、转子压铸机（自主研制）、高冲模具（自主研制）等系列产品构成。现在在全国各地都具有合作分公司，包括天津、江苏、上海、附件、广东、江西、浙江、四川等各个企业。2015年8月8日，富生电器正式成为全球最大的空调压缩机制造商之
一、国有控股上市企业——上海海立（集团）股份有限公司的全资子公司。
富生电气公司的参观一共分为两站，一站是参观模具的铸造过程，另一站是微电机的制作过程。模具制作流程大约分为模具设计——软件设计——数控加工模具雏形——后期处理——试模等步骤，设计部分是由总工程师和其他工程师运用计算机的3D处理软件来完成，加工和处理和我们在金工实习的时候类似，所以不再详细叙述；另一站是微电机的制作过程，与卧龙集团的电机制作过程类似，但也有很大的不同之处。一是车床的使用：微电机的制作规模较小，所以定子和转子的制作过程大部分都是通过车床（大多为数控车床）来实现制作；一是缠绕线的复杂度：微电机的线比较精细，并不像卧龙公司做的电机很大，线比较粗，需要人工缠线，而是要用各种更加精密的仪器进行缠绕，使得微电机的制作过程的编程技术尤为重要。
图十二：模具压制过程
图十三：已成型模具图
图十四：微电机生产流水线
6.国家电网公司育苗变电站（7.13）
7月13日，我们来到了我们认知实习的最后一站——220kV育苗变电所。育苗变电所隶属于国家电网公司，位于杭州市拱墅区，占地面积大约为16000公顷。育苗变电所承包了很多项重要电网任务，包括2*180MVA主变压器安装工程、110kV出现运维工程等等。全站采用综合自动化微机监控监控系统，采用实时计算机监控系统，集测量、监控、报警处理、控制和管理功能于一体，分层分布式布置。
育苗变电站的核心，在四层的总控制室。在那里，一段讲解巡检机器人的视频给我留下了深刻的印象。
在巡检机器人未投入使用之前，一年之内每天运维人员都要拿着仪器到处测量获取数据，不仅要忍受环境带来的各种考验和困苦，还要面临着人身安全的威胁，还有可能出现人为读数错误等。巡检机器人，让巡检人员从两个人每天的巡视，变成了一周一次的巡视，大大减少了人工巡检工作量。操控人员只需要在后台操控巡检机器人，让机器人按照规定好的路线进行行走，每次走大约3米停下来进行数据的检测和拍照。这一切都可以用巡检机器人来代替工作。不管是在酷暑炎热的天气，还是一些暴雨、暴雪、浓雾等恶劣天气下，巡检机器人都可以正常进行工作。并且一个巡检机器人可以采用多个变电站联合控制，比如20个变电站，只需要5个巡检机器人就可以完成大部分工厂设备的巡检工作。一个巡检机器人作为备用，放在变电站总站；其他四个巡检机器人各自负责5个变电站的巡检工作，运维人员所需要做的就是控制巡检机器人的工作路线以及转移巡检机器人的工作而已。国家电网表示：智能电力巡检机器人最早由国家电网山东电力公司于1999年投入使用，目前已在北京、浙江、甘肃等地推广应用，并将加快智能机器人等智能产品的推广，争取在2015年实现500（330）千伏及以上变电站全覆盖。
接下来，育苗变电站的工人们又为我们介绍了育苗变电站的整体电网分布情况，电气主接线包括220KV双母线、110KV双母线、35KV单母线分段，如下图所示：
图十五：220kV育苗变电所电气一次主接线图
一个完整的电力系统应该包括多层变电站，包括枢纽变电所、中间变电所、地区变电所和终端变电所。育苗变电所就属于中间变电站中的一个。
枢纽变电所于系统的枢纽点，连接高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压等级较高，如330～500kV等。所以枢纽变电站的地位也是相当重要的，全所停电将导致系统解列，甚至出现全系统崩溃的灾难局面；中间变电所一般汇集2—3个电源，电压等级多为220kV～330kV，高压侧以穿越功率为主，在系统中起交换功率的作用或使高压长距离输电线路分段；变电所还降压供给所在地区用户用电，主要起中间环节的作用。中间变电所的地位在四种变电所里的重要程度还是比较重要的，全所停电时，将引起区域网络解列，影响较大；地区变电所对地区用户供电，是一个地区或城市的主要变电所，电压一般为110～220kV，全所停电时，仅使该地区停电；变电所位于输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110kV或更低，一般经降压后直接向用户供电，若全所停电，只是用户受到损失。这样一种层层递进的电力系统变电所分配系统，不仅结构相当严谨可靠，而且电网结构的运维工作也非常轻松容易，电网出现问题的第一时间就可以通过层层分配来解决问题。
接下来，我们又去参观了育苗变电所的主变电压器以及继电保护室。在那里，我们了解到变压器的运行以及监控与保护工作。像主变电压器这样的直接生产、转换、输配电能的设备的电气设备称为一次设备，一次设备主要包括生产和转换电能的设备（发电机——将机械能转换为电能、变压器——电压升高或降低以满足输配电的需要、电动机——将电能转换为机械能），接通或断开电路的开关电器（断路器、隔离开关、熔断器），限流电器和防御过电压设备（电抗器、避雷器），载流导体（裸导体母线，电缆等），接地装置等。像继电保护室这样对一次设备和系统运行状态进行测量、控制、监视和保护的电气设备称为二次设备，包括互感器（电流互感器——大电流变成小电流、电压互感器——大电压变成小电压），测量表计（电压表，电流表，功率表和电能表等），继电保护及自动装置，直流电源设备，操作电器、信号设备及控制电缆等电气设备。
图十六：继电保护室
图十七：1号主变
四、认知实习心得与体会
经过10天的认知参观，我们参观并对各个工厂进行了初步了解，包括其生产设备以及工艺流程都有了简单的认识。10天的认知实习，从集成电路到发电厂到电机再到变电站，让我对我们专业有了更深入的了解，明确了未来工作方向和工作任务，这样在我们以后的学习中更容易抓住重点，学好专业知识，也认识到了在电气工程这一个领域，我们还有很多知识要去学习和掌握。这次认知实习不同于大一的认知实习，这次我们能够把我们在课堂所学过的专业知识和工厂实践联系在一起，使我对专业知识的掌握和理解有了很大的巩固。同时，也让我知道要想成为这些中大型企业的一分子，我们仍需要更加努力学习专业知识，注重打好电气知识基础。最后，还是要感谢学校和老师，感谢各个企业，给我们这次将实践与理论知识结合起来的机会，他们传授的知识和经验让我们受益匪浅。
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